太原市地面沉降发展概况及其危害
摘 要：首先通过收集大量的历史资料，总结太原市地面沉降的发展历史及现状，将其划分为五个阶段：1956―1981年为地面沉降中心初步形成阶段，1982―***年为快速发展阶段，1990―2000年为持续急剧扩展阶段，2001―2004为缓慢发展阶段，2004年至今为治理阶段。
最后，分析太原市地面沉降对城市规划、工农业生产、交通运输以及人民生活及城市的可持续发展造成的影响。
毕业论文网 关键词：地面沉降；发展历史；危害 中图分类号：P642.26 文献标志码：A 文章编号：1673—291X（2017）30—0190—03 近年来，随着社会经济的迅速发展，城市化进程日渐加快，人类对环境和资源的开发与利用也越来越深入，从而引发了一些人为地质灾害，严重制约了社会与经济的可持续发展，并造成了巨大的损失。
地面沉降是地质灾害中的一个主要灾种，它是由于地下支撑物（多孔介质骨架）的垂向压缩而导致的地面标高损失，一般是通过测量水准点的高程变化而发现的。
具体而言，它是在自然和人为因素作用下，由于地壳表层土体压缩而导致区域性地面标高降低的一种累进性的缓变地质灾害[1～5]。
太原市是山西省政治、经济、文化中心，在我国中西部开发战略中起着重要的作用。
但近年来，随着人口的增加和城市建设的飞速发展，水资源短缺的瓶颈越来越明显，地下水开采量逐年上升；同时，由于超采地下水引发的地面沉降也愈演愈烈，沉降范围和幅度逐年扩大。
目前，太原市已形成了五个沉降漏斗区，最大累计沉降量达3 122mm，成为我国地面沉降较严重的城市之一，地面沉降?o太原市的城市建设和人民生活带来了诸多危害[6～9]。
一、太原市地面沉降发展历史 根据多年来监测资料分析，不同时期地面沉降的沉降范围、面积、沉降量以及速率等均不相同，根据这些特征可将太原市地面沉降的发展历史划分为四个阶段，即初步形成阶段、快速发展阶段、持续急剧扩展阶段和缓慢发展阶段。
1956―1981年为地面沉降中心初步形成阶段，其中，1965年以前无明显地面沉降现象；1965―1970年是缓慢沉降时期；1970―1981年是地面沉降不均匀发展时期。
从中可以看出，截至1981年，外围闭合线为20mm，沉降范围为：北起下薛村，南至西草寨，西起晋源镇，东至西温庄；南北长约36km，东西宽约10km，沉降面积358km2。
在此期间形成了吴家堡沉降中心，形状似西瓜状，长轴为北东――南西向，外闭合线为200mm，内闭合线为800mm，沉降漏斗面积为52.5km2。
1982―***年为地面沉降快速发展阶段，从中可以看出，***年外围半闭合线已扩展至50mm，南北长约37km，东西宽约12km，沉降面积为441.8km2；西部向南寒冲洪积扇区及黄土台塬区延伸，南部50～200mm沉降等值线已撇开呈喇叭形，向盆地区伸延。
在此期间形成了2处沉降区和4个沉降漏斗中心，西张沉降中心：呈椭圆状，长轴为北西――南东向，外闭合线为300mm，内闭合线为400mm，沉降漏斗面积为16.47km2。
城区沉降区外围闭合线为300mm，沉降范围为：北至小东流，南至武家寨，长轴为北西――南西向，南北长约23km，东西宽约8km，沉降漏斗面积153.14km2。
其中，3个沉降中心为：（1）万柏林沉降中心，外闭合线400mm，沉降漏斗面积为2.14km2；（2）下元沉降中心，呈葫芦状，南北宽约2km，东西长约4.5km，外闭合线500mm，沉降漏斗面积为7.49km2；（3）吴家堡沉降中心，长轴为北东――南东向，南北长约11km，东西宽约6.5km，外闭合线500mm，沉降漏斗面积为55.12km2。
1990―2000年为地面沉降持续急剧扩展阶段，到2000年为止，外围半闭合线已扩展至100mm，南北长约38km，东西宽约12.5km，沉降面积为453.3km2。
西部50mm辅助线已延伸至黄土台塬风声河――西铭，东部100～200mm沉降等值线已撇开呈喇叭形，向榆次方向延伸，南部100～500mm沉降等值线也已撇开，急剧向盆地延伸。
西张沉降中心，形状似圆状，外闭合线400mm，内闭合线600mm，沉降漏斗面积为28.6km2。
城区沉降区已扩展至400mm半闭合线，沉降范围北至新村，南部撇开呈喇叭状，南北长约28km，东西宽约9km，沉降漏斗面积为232.28km2。
其中，3个沉降漏斗中心的具体情况如下：（1）万柏林沉降中心，呈圆状，外闭合线为700mm，内闭合线为900mm，沉降漏斗面积为7.2km2；（2）下元沉降中心，呈橄榄状，南北长约1.8km，东西宽约4km，外闭合线为900mm，内闭合线为1 400mm，沉降漏斗面积为5.81km2；（3）吴家堡沉降中心，呈密网状，长轴为北东――南西向，外闭合线为1 000mm，内闭合线为2 800mm，沉降漏斗面积为46.82km2，漏斗中心有向东移的趋势。
其中，西张沉降中心向西扩展，但沉降速率减缓；吴家堡沉降中心向小店镇方向发展，外闭合线为1 100mm，内闭合线为3 000mm；下元沉降中心有向西移动的趋势；万柏林和下元沉降中心已逐渐连成一片；小店附近形成新的沉降中心。
二、2004年以来地面沉降表现出的新特征 2004年以来为地面沉降治理阶段。
鉴于太原市地下水资源的极度缺乏和地面沉降的严重现状，市政府长期以来投入巨资致力于引黄入晋工程建设。
2002年12月19日引黄河水入太原市，2003年11月引黄入并首期40万m3/d供水能力系统建成，同月又发出了《太原市人民政府关于引黄供水关井压采的通告》，一场关井压采工作全面展开。
截至2006年6月8日，共关闭了130个单位的地下水开采自备井245眼，压缩地下水开采量25万m3/d。
正是由于采取了这些有效的控制措施，据最新观测资料显示，2004―2006年间地面沉降已经趋于缓和，各沉降区呈现出如下特征：西张沉降区，个别观测点出现反弹，反弹量10～20mm；城区沉降区，总体地面沉降向南延伸。
下元沉降中心继续西移，中心位置在闫家沟附近，沉降速率90mm/a；吴家堡沉降中心的沉降速率较2004年以前趋缓，年均沉降速率为65mm/a；小店区附近新的沉降中心沉降速率最大点位于孙家寨，年均沉降速率为100mm/a。
三、太原市地面沉降造成的危害 太原市地面沉降发生时间较早，历史较长，目前已成为本市主要的地质灾害之一，对城市规划、工农业生产、交通运输以及人民生活均造成了很大的影响，在某种程度上已经制约了城市的可持续发展。
它所引发的灾害与环境影响主要有以下几个方面： 1.雨季积水严重，造成房屋开裂，甚至倒塌。
太原市地面沉降的首要危害是雨季?e水、房屋倒塌现象严重，其中最严重的地方是南郊武家庄村。
武家庄村地处晋阳湖北畔，曾是一个远近闻名的富裕村；然而，近二十年来，由于地面沉降的发生，群众生活水平及农村经济持续下滑。
武家庄村地面沉降区呈锅状，深度约3m，居民区正处于锅底中央。
周围约5km2范围的降水及废水向这里汇集，导致该村一年中有多半时间浸泡在泥水中。
农田水利设施全部毁坏，1 800亩耕地荒芜；全村50处老宅院全部倒塌，90%的新房成为危房；村民的车辆、家具、家电等均遭损坏；粮食受潮；村民常年生活在潮湿环境中，免疫力下降，发病率增高。
以上各种损失粗略估算为2.194亿元。
2.地面水准点失准。
地面水准点在太原市城市建设中起着重要的作用，是城市规划和建设的主要依据，但由于地面沉降的发生，造成部分水准点数据损失，给相关工作带来了严重的影响和干扰，浪费了极大的人力、物力和财力。
据粗略统计，1981―2004年间，因地面沉降而导致的测量标志和测量成果的损失达6 000多万元。
3.基础下沉，地裂缝频频发生。
由于地面不均匀下沉，太原市南内环桥自1988年建成以来，桥上下错动达10cm，并出现多处裂缝；旧迎泽大桥出现桥墩下陷、桥面开裂现象。
此外，吴家堡村所遭受的危害也十分严重，地基下沉达1.5～2.5m。
4.城市管网安全受到威胁。
一些城市管网随地面不均匀沉降发生弯曲变形，导致管道漏水、漏气甚至折断，直接影响了工农业生产以及市民生活。
例如武家寨地区，由于地面沉降引起排水不畅、管道倒流，给水、煤气、热力等管线都受到了严重威胁。
5.井管上升。
迎新街观测站J34孔的井管座落在深部基岩上，自1984年以来，由于地面沉降井管相对升高了330mm。
6.含水层结构损失。
据太原市地面沉降分层标监测资料显示，黏性土的失水压密是地面沉降的主要原因。
由于黏性土层发生非弹性压缩，所以即使地下水位得到恢复，黏性土含水层也不会发生反弹，这样就导致了地下水存贮空间减少，储藏能力降低，含水层结构损失。
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